02共用天线电视系统

7.2 共用天线电视系统

共用天线电视(Community Antenna Television，缩写为CATV)系统是指用一副或一组公共天线将接受到的电视信号先经过适当处理(如：放大、混合、频道变换等)，然后采用同轴电缆将信号传输、分配给各电视机用户的电视接收系统。由于系统各部件之间采用了大量的同轴电缆作为信号传输线，因而CATV系统又叫电缆电视系统，也就是目前城市正在发展的有线电视系统。

自20世纪40年代出现了最早的有线电视系统至今，CATV系统得到了迅猛的发展。有线电视系统的出现有效地解决了远离城市的边远地区由于高山或高层建筑的遮挡或反射造成电视信号微弱无法收看的困难，以及城市内收看电视节目时出现的重影、雪花等干扰问题，使得千家万户的电视机通过电缆分配网络联系起来，接收电视台播放的清晰的电视节目；通过卫星地面站接收卫星传播的世界各地的新闻和体育比赛等实况转播的电视节目；还可以接收通过录像机、摄像机、调制器播放的自办节目以及从事传真通讯和各种信息的传递工作。目前CATV 系统已在各类建筑中得到广泛应用，如住宅建筑、宾馆建筑、教学建筑、办公建筑和候车、候船、候机建筑等。

7.2.1 CATV系统的组成

CATV

系统主要由前端系统、传输系统、分配系统三部分组成。如图7.3所示。

（1）前端系统

前端系统主要是对信号进行接受和处理。

前端系统的信号源部分主要有天线、卫星电视接受机、光缆信号源、各类摄录放像机、多媒体计算机等设备。它对系统提供视频、音频及射频信号（视频、音频等信号的混频信号）。

前端系统的信号处理部分主要有天线放大器、卫星接受器、频道变换器、衰减器、混合器以及调制解调器等。它主要对系统提供的信号进行必要的处理和控制。

前端一般建在网络所在的中心地区，且设在比较高的地方，这样既可避免某些干线传输太远造成传输质量下降，又有利于卫星信号和微波信号的接收。前端图7.3 共用天线电视系统的基本组成

位置应避开地面邮电微波或其他地面微波的干扰。

（2）传输系统

传输系统主要是将前端系统输出的高质量信号可靠的传输给用户分配网络。它主要有干线放大器、光缆或同轴电缆、均衡器等。

（3）分配系统

分配系统主要是将干线传输来的射频信号分配给所有用户，并保证各用户的信号质量及各用户终端的电平衡度。它主要有同轴电缆、线路延长放大器、分支器、分配器及用户终端（即电视出口插座）等。

诚然，上述系统不一定在每一个CATV系统都出现，而是视系统的大小、对质量要求的高低而定。

7.2.2 CATV系统的主要设备

各国电视频道都不一样，因而采用的制式也不一致。我国在电视频道上规定每8MHz为一个频道所占用的带宽。目前已规定“Ⅰ”频段划分为5个频道；“Ⅲ”频段划分为7个频道；“Ⅳ”频段划分为12个频道；“Ⅴ”频段划分为44个频道。总共在甚高频（VHF）段有12个频道；在特高频（UHF）段有56个频道，其具体频率可参阅相关手册。

（1）天线

CATV系统所使用的接受天线与一般家用天线并没有本质的区别，它接受载有图像和伴音信号的空间各类电视信号（如无线电视信号、调频广播信号、微波传输电视信号和卫星电视信号）电磁波，使之变成感应电压和电流，并经过电缆传输到CATV系统，它是电视信号进入电视机的门户。对C波段微波和卫星电视信号大多采用抛物面天线；对VHF（甚高频）、UHF（特高频）电视信号和

调频信号大多采用引向天线(八木天线)。系统信号的质量好坏主要取决于天线接受信号能力的高低。因此为了保证好的收视效果，常选用方向性强、增益高的天线，并将其架设在易于接收、干扰少、反射波少的高处。

①引向天线

图7.4 VHF引向天线结构外形示意图

共用天线电视系统中，一般最常用的是引向天线（又叫八木天线）。它由一个辐射器(即有源振子)、一个反射器和多个无源振子组成，结构如图7.4所示。在有源振子前的若干个无源振子，统称为引向器。引向器越多，则天线增益越高，方向性越强。但其数目也不宜过多，否则会使天线频带变窄，输入阻抗降低。

引向天线有单频道的，也有多频道或全频道的。由于引向天线具有简单轻便、

图7.5 抛物面天线的结构示意图

架设容易、方向性好、增益高等优点，因此得到广泛的应用。

②抛物面天线

抛物面天线是卫星电视广播地面站使用的设备，现在也有一些家庭使用小型抛物面天线。它一般由反射面、背架及馈源与支撑件组成。它的结构如图7.5所示。卫星电视广播地面站用的天线反射面板一般分为两种形式，一是板状，另一种是网状面板，对于C频段电视接收两种形式都可满足要求。相同口径的抛物面天线，板状要比网状接收效果好。网状防风能力

强。

天线一般架设在建筑物最高部位，尽可能与建筑物保持6m以上的距离，还要避开电磁干扰和考虑防雷安全（通常做法是天线架竖杆顶部设避雷针，其引下线引至天线架基座底部与接地装置作良好的连接）。

（2）放大器

将输入的微弱信号放大从而得到较强的信号输出，这种设备称为信号放大器，

一般简称为放大器。在CATV系统中有天线放大器、干线放大器、分支放大器和分配放大器、线路延长放大器等，其工作原理基本相似，只是根据设置场合要求其构造和技术指标有所差异。

（3）混合器和分波器

混合器是将所接收的两路或多路信号混合在一起，合成一路输送出去，而彼此又不互相干扰的一种设备。混合器在CATV系统的前端能将多路电视信号(无线电视接收信号、卫星电视信号、调频广播信号、放像设备信号等)混合成一路射频输出，共用一根同轴电缆进行传输；将一个输入端(覆盖某个频段)上的信号分离成两路或多路输出，每路输出都覆盖着该频段某一部分的装置，称为分波器，也称频段分离器。它在电路结构上，相当于分配器或定向耦合器的反向使用。

（4）分配器

将一路高频信号的电平能量平均地分成两路或两路以上的输出装置，称为分配器。分配器的作用是将输入信号均等地分配到各路输出线路中，且各路输出线路上的信号互不影响，具有相互隔离的作用。它主要用于线路信号能量的平均分配，可用于前端系统和分配系统。分配器的输出端不能开路或短路，否则会造成输入端严重的不匹配。常见的有二分配器、三分配器、四分配器和六分配器。

（5）分支器

分支器是从干线(或支干线)上取出一小部分信号馈送到各用户终端，而大部分信号仍传送给干线的器件。目前，我国生产的分支器有一分支(串接单元)、二分支和四分支等规格。

（6）同轴电缆和光缆

在分配网络中各元件之间均用馈线连

图7.6 同轴电缆

l-导体；2-绝缘介质；3-织网；4-保护层